[发明专利]一种无机氧化物改性的TPO的制备方法

说明书

本发明公开了一种无机氧化物改性的TPO的制备方法，TPO基材上表面复合材料的无机组分为无机氧化物溶胶，通过对无机氧化物进行表面改性，在无机粒子表面引入不饱和双键作为表面聚合接枝活性点。将改性后的无机组分经溶剂置换溶于聚合物单体中，在一定条件下加入引发剂诱使单体聚合，热固化后得到聚合物/无机纳米复合材料。再将上述热固化后得到聚合物/无机纳米复合材料同TPO基材、TPO基材下表面的泡沫板同一模头熔融挤出，经常规三辊压光、冷却、牵引、收卷，即得到连续制备的无机氧化物改性TPO合成革。

技术领域

本发明属于制备TPO复合革的领域，具体涉及一种无机氧化物改性TPO复合革的方法。

背景技术

随着社会的发展和人们生活的提高，室内环境受到了越来越多的重视，目前用于室内隔墙、顶墙的外层装修大多为涂料、油漆等，其中含有大量的甲醛和其它致癌物质，对居民身体健康造成重大危害。TPO材料作为一种绿色、经济、环保的材料，具有保温、隔热等特点，在建筑装修领域获得了广泛的应用，尤其是在室内隔墙、顶墙的表层装修领域，而磁性TPO薄膜材料由于其本身具有磁性，只需要墙体具有磁性即可将磁性TPO薄膜固定，可随意更换、施工工期短获到了广泛的关注。近年来，聚合物/无机纳米粒子复合材料成为研究的热点。但是也由于无机纳米粒子粒径小(1-100nm)，表面能大，处于热力学非稳定态，易团聚，在聚合物基体中不易分散，致使其失去了纳米粒子的特性。此外，有机和无机组分在热力学上不相容也不利于纳米粒子在聚合物中均匀分散。本发明使用了稳定性优异的无机溶胶，克服了传统的聚合物/无机纳米复合材料制备过程中无机组分易团聚，在聚合物中分散性差的缺点。同时采用多层共挤出法，其工艺简单，节省能源，生产效率高，该复合材料可作为汽车、飞机、建筑物等窗口节能材料。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种聚合物/无机纳米复合材料的制备方法，再将其与TPO基材加工制备成无机氧化物改性的TPO复合革，该方法使用纳米掺杂无机氧化物溶胶作为无机相，聚甲基丙烯酸甲酯作为有机相。首先对纳米掺杂氧化锡溶胶进行表面改性，在无机粒子表面引入不饱和双键作为表面聚合接枝活性点，再通过溶剂置换将无机纳米粒子溶于甲基丙烯酸甲酯单体中，通过原位聚合后得到聚合物/无机复合材料。再将上述热固化后得到聚合物/无机纳米复合材料同TPO基材、TPO基材下表面的泡沫板同一模头熔融挤出，经常规三辊压光、冷却、牵引、收卷，即得到连续制备的无机氧化物改性TPO合成革。该发明优点在于无机纳米粒子一开始就处于溶胶态，分散性好，经过表面处理后更大大降低了粒子间团聚的可能性。因此，在溶剂置换过程中能够很好的分散在甲基丙烯酸甲酯单体中，这使得无机纳米粒子在聚合物基体中分散性好，复合材料性能优异，有着很好的力学和光学性能，同时通过共挤出的方式制备TPO复合革，不需要通过粘结剂就可以将其制备成多层结构，制作工艺简单。本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种聚合物/无机纳米复合材料的制备方法，其包括以下步骤：(1)在稳定性优异的纳米掺杂无机氧化物溶胶中加入一定量γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，先后经过超声和回流处理得到改性的纳米掺杂无机氧化物溶胶；(2)将改性后的纳米掺杂无机氧化物溶胶溶于甲基丙烯酸甲酯单体中，经过溶剂置换过程除去纳米掺杂无机氧化物溶胶的原溶剂，得到以甲基丙烯酸甲酯为溶剂的溶液；(3)将上述溶液在氮气保护条件下加入引发剂，在一定温度下回流反应一定时间后，将溶液倒入模具中，热固化后得到聚合物/无机纳米复合材料。(4)再将上述热固化后得到聚合物/无机纳米复合材料同TPO基材、TPO基材下表面的泡沫板同一模头熔融挤出，经常规三辊压光、冷却、牵引、收卷，即得到连续制备的无机氧化物改性TPO合成革。所述纳米掺杂无机氧化物是以氟盐、锑盐或者氟或锑盐作为掺杂剂。所述纳米掺杂氧化锡溶胶的溶剂为下述之任一种：乙醇、甲醇、异丙醇、四氯化碳、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、四氢呋喃、正丙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚或者它们的混合溶剂。所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷占掺杂氧化锡溶胶的质量百分含量是0.1％-20％。所述超声处理的时间分别为1min-720min，回流处理的时间为30min-720min。所述纳米掺杂氧化锡占甲基丙烯酸甲酯单体的质量百分含量是0.1％-40％。所述溶剂置换过程包括萃取、旋转蒸发、减压蒸馏、常压蒸馏中的至少一种。所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰，用量为占甲基丙烯酸甲酯单体的质量百分含量是0.01％-1.0％。所述步骤c中的温度为65℃-80℃，时间为20min-60min。